Одномодовое и многомодовое оптическое волокно

Такой материал, как оптоволокно, уже давно перестал быть диковинкой. Его можно встретить и в офисе, и в квартире. Современные сетевые технологии посредством волоконно-оптических линий обеспечивают стабильно высокие показатели скорости передачи данных. Этот факт и стал причиной того, что сейчас постоянно ведутся работы как по монтажу новых оптических кабелей, так и по замене ими кабелей медных (технология DSL считается морально устаревшей).

В этой статье мы подробно рассмотрим особенности оптоволоконных линий и обсудим разницу между одно- и многомодовыми оптическими кабелями.

Понятие «мода»

Под модами понимают типы электромагнитных колебаний, которые распространяются внутри оптоволокна. Для каждой моды характерны свои показатели скорости:

• Фазовая – скорость перемещения самой фазы волны.
• Групповая – скорость переноса энергии.

Если рассматривать скорости в оптоволоконном кабеле в сравнении с электромагнитными волнами, где групповая и фазовые скорости равны скорости света, то следует отметить, что эти скорости разнятся и зависят от таких факторов:

• Частота волновых колебаний.
• Диаметр оптоволокна.
• Материал кабеля.

Следовательно, именно эти свойства кабеля являются определяющими при формировании модовой дисперсии (рассеивания).

Виды оптических волокон

Основываясь на определении моды, оптоволокно делят на такие виды:

• SingleMode MM – одномодовое, которое пропускает лишь 1 сигнал.
• MultiMode MM – многомодовое, которое дает возможность подавать сразу несколько сигналов.

Сравнивая эти два вида, можно сказать, что многомодовое оптоволокно имеет ощутимый недостаток – высокий показатель  модовой дисперсии. В таком кабеле скорость передачи данных – 2,5 Гб/с, а диаметр сердечника более 50мкм. Именно такие размеры делают возможной подачу нескольких мод в одно волокно. Однако при этом возрастает вероятность фактора затухания сигнала за счет отражения света от сердечника (внешней поверхности). Следовательно, применение подобного кабеля для качественной передачи данных на дальние расстояния возможно лишь при увеличении количества ретрансляторов, что значительно удорожает весь проект.

В одномодовом кабеле диаметр сердечника не превышает 10 мкм. Здесь вероятность дисперсии существенно меньше, а это делает возможным передачу сигнала со скоростью 10 Гб/с на очень большие расстояния.  Однако кабель одномодовый и коммутирующее оборудование для его обустройства стоят дороже и требуют проведения особо качественной сварки (в местах сварных стыков).

Области применения оптоволокна разных типов

Учитывая специфику и особенности каждого из типов оптоволокна, целесообразным считается такое их применение:

• Волоконно-оптические линии связи с одномодовыми волокнами используют с целью подключения удаленных объектов. К примеру, для обустройства видеонаблюдения на расстоянии 1 км и более (в пределах города, района или магистрали).
• Линии с многомодовыми волокнами применяются для обустройства локально-вычислительных сетей (ЛВС), а также СКС (структурированных кабельных сетей) малого размера (до 0,5 км), которые располагаются в рамках здания и прилегающих к нему объектов.